近期在LeetCode上刷树相关的题,LeetNode的二叉树的输入为一个列表,如下图。笔者平时习惯在本地编程调试正确后再提交,因此在本地调试时需要能将对应列表转化成二叉树的结构。
首先分析一下输入列表和对应二叉树的关系。实际上输入列表就是对对应二叉树的层序遍历,即逐层地,从左到右访问并输出所有节点,若对应位置无子节点则用 null 占位,详解如下图。
由于采用了 null 占位,输入序列可以看做是对一棵完全二叉树的层序遍历。因此输入序列将具有以下特性:
1.若序列不为空,则序列的第一个元素为对应二叉树的根节点
2.序列中,第
个元素为对应二叉树中第 k 层,从左向右第 i+1 个节点
因此可以通过维护一个队列 q 以将输入队列 l 转换成二叉树(返回二叉树的根节点):
将列表l的第一个元素(即对应树的根节点)移除队列,生成根节点 root 并入队 q
While q不为空 do
q的第一个元素出队,记为节点 t
将列表l的下两个元素(若存在)移出队列 l,并生成节点 t 的左叶子节点和右叶子结
点,将对应叶子节点入队 qEnd While
按上述方式处理时,队列 q 中节点的入队顺序和处理顺序均和层序遍历的顺序一致。因此可以满足:当任意节点入队 q 时,其左侧和上方(更低层)的节点均已入队;在取出并处理队列中任意节点 t 时,其同层节点均已在队 q 中(因为在处理更低层节点时已将和 t 同层的节入队 q),队列l中下两个元素(若存在)即对应t的左右节点。
具体代码如下:
class TreeNode:
""" 定义树的节点类型 """
def __init__(self, val=None, left=None, right=None):
self.val = val
self.left = left
self.right = right
def makeTree(l:List) -> TreeNode:
""" 由输入列表生成树,返回根节点 """
q = []
if not l:
return
root = TreeNode(val=l.pop(0))
q.append(root)
while q:
t = q.pop(0)
if l:
if l[0] != 'null':
t.left = TreeNode(val=l.pop(0))
q.append(t.left)
else:
l.pop(0)
if l:
if l[0] != 'null':
t.right = TreeNode(val=l.pop(0))
q.append(t.right)
else:
l.pop(0)
return root